Nerf optique

Anatomie

Les nerfs optiques sont des structures cylindriques paires qui s'étendent de la partie postérieure du globe oculaire (environ 2 mm à l'intérieur du pôle postérieur) à l'espace suprasellaire de la fosse crânienne moyenne. Elle est constituée d'environ 1 million d'axones myélinisés des cellules ganglionnaires de la rétine. Le NC II est myélinisé par des oligodendrocytes et non par des cellules de Schwann comme les axones des nerfs périphériques. Bien qu'il existe une variabilité importante dans les dimensions du nerf optique (même entre les nerfs optiques d'un même individu), la longueur moyenne de la structure est comprise entre 35 mm et 55 mm.

Il peut être subdivisé en 4 parties principales :

• La partie intraoculaire du nerf optique mesure environ 1 mm de long.
• La partie intraorbitaire mesure environ 25 mm de long.
• La partie intracanaliculaire est la plus variable, avec une longueur comprise entre 4 et 10 mm.
• La partie intracrânienne représente environ 10 mm de la longueur totale du nerf.

Histologie du nerf optique

Les quelques un million de fibres nerveuses qui forment le NC II peuvent être classées en cinq groupes :

• Les nerfs responsables de la transmission des impulsions visuelles sont les fibres afférentes visuelles. Ils vont de la rétine au corps géniculé latéral du thalamus.
• Les fibres nerveuses qui se rendent au tectum (lame quadrijumelle) pour réguler le réflexe pupillaire à la lumière sont appelées fibres afférentes pupillaires.
• Des fibres efférentes vers la rétine ont été identifiées, mais leur fonction n'a pas encore été élucidée.
• Certaines fibres se rendent au colliculus supérieur et sont connues sous le nom de fibres photostatiques. Elles participent aux réflexes du corps visuel.
• Enfin, il existe des fibres autonomes qui voyagent également le long du nerf optique dans le canal optique, mais elles ne pénètrent pas dans le nerf.

Il existe des différences subtiles dans l'architecture histologique du nerf optique tout au long de son parcours. Il est plus facile de suivre l'histologie en subdivisant le nerf optique en ses parties constitutives (c'est-à-dire la tête, les parties intraorbitaires, intracanaliculaires et intracrâniennes). 

Outre le tissu nerveux, la tête du nerf optique est également peuplée de composants non neuronaux tels que les astrocytes, les fibroblastes et les cellules associées aux capillaires. La tête du nerf optique peut être subdivisée en couche superficielle de fibres nerveuses, région prélaminaire et lame criblée de la sclère. La membrane limitante interne d'Elschnig (formée par un ensemble d'astrocytes) est responsable de la séparation de l'extrémité antérieure de la tête du nerf - la couche de fibres nerveuses superficielles - de l'humeur vitrée qui remplit le globe oculaire. La membrane limitante interne devient plus épaisse au centre de la cupule physiologique et est appelée ménisque central de Kuhnt. Cependant, au fur et à mesure que la cupule s'agrandit (c'est-à-dire que le canal chorio-scléral s'élargit), la membrane s'amincit. La couche superficielle des fibres nerveuses est très vascularisée avec de nombreux réseaux capillaires, de grandes artères rétiniennes et des veines qui la traversent. Cette couche contient également les axones étroitement emballés des cellules ganglionnaires.

La région prélaminaire du nerf optique se situe en profondeur par rapport à la couche superficielle des fibres nerveuses. Elle est également appelée couche choroïdienne ou couche gliale. Le principal constituant de cette couche est le tissu glial. On trouve cependant du tissu conjonctif dans les régions périvasculaires de la couche. Histologiquement, la caractéristique distinctive entre le tissu conjonctif et le tissu glial est le diamètre des fibres. Les fibres du tissu conjonctif sont plus épaisses que les fibres gliales, et les fibres gliales se déplacent dans une direction perpendiculaire par rapport aux faisceaux nerveux. À la périphérie de la tête du nerf optique, les fibres gliales sont attachées à la membrane élastique et à la choroïde ; tandis qu'au centre du disque optique, il s'attache au tissu conjonctif périvasculaire.

Les cellules gliales sont densément emballées et aplaties dans le plan antéropostérieur avec de nombreux capillaires autour de la couche cellulaire. Le tissu glial prélaminaire offre un soutien structurel aux axones des cellules ganglionnaires lorsqu'ils effectuent la courbure perpendiculaire de la rétine pour former le nerf optique. Toutes les fibres nerveuses qui s'étendent de la couche superficielle des fibres nerveuses à la région prélaminaire sont non myélinisées.

Au plus profond de la zone prélaminaire se trouve la région de la lame criblée de la sclère de la tête du nerf optique. Il s'agit d'une zone très fenestrée (environ 200 à 300 trous) qui permet le passage des axones du nerf optique dans l'espace extra-oculaires. Lorsque les fibres nerveuses passent (myélinisées par les oligodendrocytes) à travers la fenestration de la lame,ils forment un joint relativement étanche afin de protéger le tissu rétrolaminaire des pressions intraoculaires relativement élevées. La lame criblée présente des faces concaves et convexes respectivement à l'avant et à l'arrière.

La démarcation entre la zone prélaminaire et la zone de tissu conjonctif plus profonde est très infime. Elle présente donc un mélange relatif de tissus gliaux et de tissus conjonctifs et est appelée zone de transition. Le tissu conjonctif forme une couche de tissu de pleine épaisseur qui recouvre la tête du nerf optique. Elle est disposée en colonnes épaisses le long de la périphérie qui ancrent la lame criblée à la sclère adjacente.

La partie intraorbitaire du NC II est entourée de myéline provenant d'oligodendrocytes, ainsi que des trois couches de la méninge. La pie mère est intimement associée au nerf optique. Elle est séparée de la couche arachnoïdienne sus-jacente par le liquide céphalorachidien. La dure-mère constitue l'enveloppe finale (comme pour le reste du système nerveux central). Il existe des septums de tissu conjonctif intermédiaires qui contiennent des entités vasculaires se déplaçant longitudinalement et transversalement. Ils ont des connexions entre les tissus ainsi que des connexions avec le nerf optique. À la périphérie, les septums transversaux attachent la pie mère à la face postérieure de la lame criblée de la sclère. Au centre, ils relient la pie-mère aux gaines fibreuses périvasculaires.

Voie du nerf optique

Le tractus optique est la continuation intracrânienne du nerf optique. Comme le NC II, le tractus optique est pair. Chacun est constitué de fibres temporales provenant de la rétine de l'œil ipsilatéral, ainsi que des fibres nasales provenant de la rétine de l'œil controlatéral. La majorité de ces fibres se dirigent vers le corps géniculé latéral du thalamus, où ils font synapse avec le noyau géniculé latéral dorsal.

Cependant, une minorité de ces fibres contourne le corps géniculé latéral pour se terminer dans le noyau prétectal (pour participer au réflexe pupillaire à la lumière) et le colliculus supérieur (régulation des mouvements oculaires saccadés). Certaines autres fibres quittent le corps géniculé latéral pour former la radiation optique (tractus géniculocalcarine). Ce tractus est constitué de six couches, qui se forment après que leurs fibres aient quitté le corps géniculé latéral via la partie rétrolenticulaire de la capsule interne. Les fibres se terminent ensuite dans l'aire 17 de Brodmann (c'est-à-dire le cortex visuel) dans le sillon calcarin.

Vascularisation  du nerf optique

La vascularisation du nerf optique varie quelque peu en fonction du segment du nerf dont il est question. En fait, le nerf optique est indirectement alimenté par la branche ophtalmique de l'artère carotide interne. L'artère carotide interne émerge du sinus caverneux vers le haut, l'artère ophtalmique diverge et longe la surface ventrale du nerf optique à l'intérieur du canal optique. Lorsque l'artère émerge à l'apex de l'orbite, elle produit une triple artère ciliaire postérieure, ainsi que l'artère rétinienne centrale. Les vaisseaux se déplacent vers l'avant dans la substance du nerf optique après avoir percé la structure à environ 10 - 12 mm du globe.

La couche superficielle de fibres nerveuses de la tête du nerf optique est perfusée par des branches de l'artère centrale de la rétine. La zone prélaminaire est irriguée par les vaisseaux péripapillaires et choroïdiens issus des artères ciliaires postérieures. La lame criblée de la sclère est irriguée par les artères ciliaires postérieures courtes et, dans certains cas, par le cercle de Zinn-Haller. Cette dernière structure vasculaire n'est pas constante, mais on peut la trouver dans l'espace sous-scléral entourant le nerf optique à la jonction neuro-oculaire. Les affluents du réseau de Zinn-Haller proviennent des vaisseaux choroïdiens, du réseau artériel pial, des artères périneurales et d'environ 4 à 8 artères ciliaires postérieures. Le réseau artériel de Zinn-Haller se ramifie également dans la partie laminaire du disque optique.

Les artères ciliaires postérieures alimentent la partie orbitaire du NC II par l'intermédiaire des vaisseaux pial, qui accèdent au nerf par des septums fibreux. La partie internalisée de l'artère centrale de la rétine peut également fournir ici une alimentation artérielle au nerf. Une vascularisation collatérale provenant de la branche méningée moyenne de l'artère carotide externe peut également alimenter le CN II intraorbitaire près de l'apex orbitaire.

La partie intracanaliculaire du NC II se trouve dans une zone de partage des eaux alimentée par les collatérales de l'artère ophtalmique (en avant) et les dérivés pial de l'artère hypophysaire supérieure et de l'artère carotide interne (en arrière). À l'intérieur de la voûte crânienne, le NC II est alimenté par la portion A1 de l'artère cérébrale antérieure, la carotide interne et l'artère hypophysaire supérieure. Bien que le nerf optique soit considéré comme une extension diencéphalique, les vaisseaux qui l'alimentent n'ont pas de barrière hématoencéphalique.

Les affluents veineux de toutes les parties du nerf optique se déversent finalement dans la veine centrale de la rétine. Il s'écoule ensuite soit dans la veine ophtalmique supérieure, soit directement dans le sinus caverneux.

Embryologie

Le placode optique, situé à l'extrémité crânienne de l'embryon en développement, se développe pour donner naissance à l'œil et aux structures environnantes. L'évagination d'un segment de la paroi du cerveau antérieur donne naissance à la rétine de l'œil. La partie externe de la cupule optique est riche en petits granules de pigment et devient ainsi la couche pigmentaire de la rétine.

Les rétines optiques constituent les 80% postérieurs de la couche neurale de la cupule optique et se transforment en bâtonnets et en cônes, responsables de la perception de la lumière. Les cellules bipolaires et horizontales (de la couche nucléaire externe), ainsi que les cellules ganglionnaires et amacrines (de la couche cellulaire interne), proviennent de la couche du manteau de la rétine qui est également adjacente à la rétine optique. Les cellules bipolaires permettent la communication entre les photorécepteurs et les cellules ganglionnaires. Les cellules amacrines et horizontales sont des cellules de soutien que l'on trouve respectivement dans les couches plexiformes interne et externe de la rétine.

Les axones distaux des cellules ganglionnaires se rassemblent dans la couche fibreuse de la rétine et convergent en direction du pédoncule optique, qui devient proéminent vers la quatrième semaine de gestation. Sur la face ventrale du pédoncule, il présente un sillon appelé fissure choroïdienne qui abrite les vaisseaux hyaloïdes.

À la 7e semaine de gestation, la fermeture de la fissure choroïdienne produit une lumière qui communique avec le cerveau antérieur au niveau proximal et avec la vésicule optique au niveau distal. Les parois du pédoncule optique sont formées d'une monocouche de cellules épithéliales primitives. L'invagination du pédoncule se traduit par une dépression ventrale peu profonde. Alors que la lumière du pédoncule continue à se rétrécir, le pédoncule lui-même s'allonge en même temps. Des cellules gliales sont également ajoutées à la partie proximale du pédoncule où se forme le disque optique. Au fur et à mesure que des cellules sont ajoutées à la surface luminale du pédoncule, les artères hyaloïdes régressent. Au cours de la huitième semaine de gestation, il y a une différenciation ultérieure des populations de cellules gliales (du pédoncule optique et du cerveau antéroventral) en astrocytes de type 1 et de type 2, et en oligodendrocytes.

La croissance et le développement du nerf optique se poursuivent pendant l'adolescence. Le diamètre du nerf augmente progressivement, la partie intraoculaire étant plus petite que la partie extraoculaire. Cette disparité de diamètre peut être expliquée par la myélinisation qui se produit dans la partie extraoculaire du nerf.